低功耗設(shè)計探討

ID:70481 · 發(fā)表于 2014-12-17 01:10

不知各位兄弟有沒有做過低功耗的產(chǎn)品，本人將在做低功耗的產(chǎn)品中的一些心得與體會發(fā)上來和大家探討與學(xué)習(xí)，希望能夠起到拋磚引玉的效果。

公司是做車載GPS終端的，某款終端客戶要求在低功耗狀態(tài)下采用電池工作30天，由于車載GPS終端一般采用GPS模塊采集經(jīng)緯度信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)中心的方式來工作，所以兩個模塊都是耗電大戶，GSM模塊在GPRS聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下峰值電流可達2A，其工作電流最大可達220ma，GPS模塊一般在60-70ma左右，所以低功耗狀態(tài)下必須切斷這兩個模塊的電源，由于終端體積較小無法采用體積更大蓄電池來供電，最大只能選用3.7V 2400ma的鋰電池來供電，這樣就決定了終端必須在休眠時進入超低功耗狀態(tài)下，經(jīng)過設(shè)計電路，將GSM模塊與GPS模塊的電源分別通過使用可控LDO用CPU來控制切斷電源，樣機制作完畢，調(diào)試發(fā)現(xiàn)電流比預(yù)先設(shè)計的大2ma左右，無法達到要求，理論上在終端進入低功耗狀態(tài)下其耗電應(yīng)該在1ma以下，但是目前看來多出來了2ma左右，真是百思不得其解，進一步分析電路發(fā)現(xiàn)，GSM模塊與GPS模塊即使在關(guān)斷其電源的情況下居然也有近1ma左右的電流消耗，發(fā)現(xiàn)了問題所在就剩仔細排查了，終于發(fā)現(xiàn)了為什么會有1ma的電流消耗，如上圖所示，終端在休眠時CPU依次將GPS模塊GSM模塊電源切斷，此時兩個模塊均處于掉電狀態(tài)，但是此時CPU的串口引腳還接在模塊的串口引腳上，由于模塊或者IC在設(shè)計的時候考慮到防止引腳上出現(xiàn)高于電源電壓的電平出現(xiàn)，于是在總線上做了如圖2的一種保護，當(dāng)模塊處于掉電的狀態(tài)時，其總線由于有二極管進行保護則其電壓被箝位0.3-0.7V左右，所以當(dāng)CPU的TX引腳輸出為高電平（3.3V）時則電壓一部分電壓直接經(jīng)過到電源的二極管達到了VCC引腳，進而經(jīng)過了整個模塊形成的負載，構(gòu)成回路，雖然不足以讓模塊正常工作，但其損耗的電源對于一款低功耗的產(chǎn)品來說還是很可觀的，所以，要求軟件工程師在CPU進入休眠狀態(tài)時，先將接到兩個模塊的串口的I/O口設(shè)置為高阻態(tài)，經(jīng)過測試，終端在低功耗狀態(tài)下已經(jīng)可以達到800ua，滿足之前的計算要求，可以達到客戶要求，至此樣機測試完成

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ID:70012 · 發(fā)表于 2014-12-17 10:34

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